Nuolat tobulėjant kompozitinėms medžiagoms, be stiklo pluoštu armuotų plastikų, atsirado anglies pluoštu armuotas plastikas, boro pluoštu armuotas plastikas ir kt.Anglies pluoštu sustiprinti polimeriniai kompozitai (CFRP) yra lengvos ir stiprios medžiagos, naudojamos gaminant daugelį kasdieniame gyvenime naudojamų produktų.Tai terminas, naudojamas apibūdinti pluoštu sustiprintas kompozicines medžiagas, kuriose anglies pluoštas naudojamas kaip pagrindinis konstrukcinis komponentas.
Turinys:
1. Anglies pluoštu sustiprinta polimero struktūra
2. Anglies pluoštu sustiprinto plastiko liejimo metodas
3. Anglies pluoštu sustiprinto polimero savybės
4. CFRP privalumai
5. CFRP trūkumai
6. Anglies pluoštu sustiprinto plastiko naudojimas
Anglies pluoštu sustiprinta polimero struktūra
Anglies pluoštu armuotas plastikas – tai medžiaga, susidaranti išdėstant anglies pluošto medžiagas tam tikra kryptimi ir naudojant surištas polimerines medžiagas.Anglies pluošto skersmuo itin plonas, apie 7 mikronus, tačiau jo stiprumas itin didelis.
Pagrindinis anglies pluoštu sustiprintos kompozicinės medžiagos vienetas yra anglies pluošto siūlas.Pagrindinė anglies gijų žaliava yra prepolimerinis poliakrilnitrilas (PAN), viskozė arba naftos pikis.Tada iš anglies siūlų anglies pluošto dalims cheminiais ir mechaniniais metodais paverčiami anglies pluošto audiniai.
Rišantis polimeras paprastai yra termoreaktyvi derva, tokia kaip epoksidinė derva.Kartais naudojami kiti termoreaktingi arba termoplastiniai polimerai, tokie kaip polivinilacetatas arba nailonas.Be anglies pluošto, kompozituose taip pat gali būti aramido Q, itin didelės molekulinės masės polietileno, aliuminio arba stiklo pluošto.Galutinio anglies pluošto gaminio savybėms taip pat gali turėti įtakos į rišamąją matricą įterptų priedų tipas.
Anglies pluoštu sustiprinto plastiko liejimo metodas
Anglies pluošto gaminiai daugiausia skiriasi dėl skirtingų procesų.Yra daug būdų, kaip formuoti anglies pluoštu sustiprintas polimerines medžiagas.
1. Rankų padėjimo metodas
Skirstoma į sausąjį metodą (iš anksto paruošta parduotuvė) ir šlapią metodą (pluošto audinys ir derva klijuojama naudoti).Rankinis klojimas taip pat naudojamas ruošiant prepregus, skirtus naudoti antriniuose liejimo procesuose, tokiuose kaip presavimas.Šiuo metodu anglies pluošto audinio lakštai laminuojami ant formos, kad būtų suformuotas galutinis produktas.Gautos medžiagos stiprumo ir standumo savybės optimizuojamos parenkant audinio pluoštų išlygiavimą ir pynimą.Tada forma užpildoma epoksidine derva ir kietinama šiluma arba oru.Šis gamybos būdas dažnai naudojamas neįtemptoms dalims, pavyzdžiui, variklio dangčiams.
2. Vakuuminio formavimo metodas
Laminuotam prepregui tam tikru būdu reikia spausti, kad jis būtų arti formos ir sukietėtų bei suformuotų tam tikroje temperatūroje ir slėgyje.Vakuuminio maišelio metodu naudojamas vakuuminis siurblys, kad būtų pašalintas formavimo maišo vidus, kad neigiamas slėgis tarp maišo ir formos sudarytų slėgį, kad kompozicinė medžiaga būtų arti formos.
Vakuuminio maišelio metodo pagrindu vėliau buvo sukurtas vakuuminio maišo-autoklavo formavimo metodas.Autoklavai užtikrina didesnį slėgį ir šilumą kietina dalį (vietoj natūralaus kietėjimo), nei naudojant vakuuminį maišelį.Tokia detalė turi kompaktiškesnę struktūrą, geresnę paviršiaus kokybę, gali efektyviai pašalinti oro burbuliukus (burbuliukai labai paveiks detalės stiprumą), o bendra kokybė aukštesnė.Tiesą sakant, vakuuminio pakavimo procesas yra panašus į mobiliųjų telefonų plėvelės klijavimą.Oro burbuliukų pašalinimas yra pagrindinė užduotis.
3. Suspaudimo formavimo metodas
Kompresinis liejimasyra liejimo būdas, palankus masinei gamybai ir masinei gamybai.Formos dažniausiai gaminamos iš viršutinės ir apatinės dalių, kurias vadiname vyriškomis ir moteriškomis formomis.Formavimo procesas yra dedamas iš prepregų kilimėlio į metalinę formą, o veikiant tam tikrai temperatūrai ir slėgiui, kilimėlis įkaitinamas ir plastifikuojamas formos ertmėje, teka esant slėgiui ir užpildo formos ertmę, o tada. Ir formavimas bei kietinimas gaminiams gauti.Tačiau šis metodas turi didesnę pradinę kainą nei ankstesnieji, nes formoms reikia labai didelio tikslumo CNC apdirbimo.
4. Apvijų formavimas
Sudėtingų formų arba sukimosi korpuso dalių dalims gaminti galima naudoti gijų vyniotuvą, apvyniojus siūlą ant įtvaro arba šerdies.Po to, kai apvija visiškai sukietėja, nuimkite įtvarą.Pavyzdžiui, šiuo metodu gali būti pagamintos pakabos sistemose naudojamos vamzdinės jungtys.
5. Dervos perkėlimo liejimas
Dervos perdavimo formavimas (RTM) yra gana populiarus liejimo būdas.Pagrindiniai jo žingsniai yra šie:
1. Paruoštą blogo anglies pluošto audinį įdėkite į formą ir uždarykite formą.
2. Įpurkškite skystos termoreaktyviosios dervos, impregnuokite armuojančią medžiagą ir sukietinkite.
Anglies pluoštu sustiprinto polimero savybės
(1) Didelis stiprumas ir geras elastingumas.
Anglies pluošto savitasis stipris (tai yra tempimo stiprio ir tankio santykis) yra 6 kartus didesnis nei plieno ir 17 kartų didesnis nei aliuminio.Specifinis modulis (tai yra Youngo modulio ir tankio santykis, kuris yra objekto elastingumo požymis) yra daugiau nei 3 kartus didesnis nei plieno ar aliuminio.
Dėl didelio specifinio stiprumo jis gali atlaikyti didelę darbo apkrovą.Jo maksimalus darbinis slėgis gali siekti 350 kg/cm2.Be to, jis yra labiau suspaudžiamas ir elastingesnis nei grynas F-4 ir jo pynė.
(2) Geras atsparumas nuovargiui ir atsparumas dilimui.
Jo atsparumas nuovargiui yra daug didesnis nei epoksidinės dervos ir didesnis nei metalinių medžiagų.Grafito pluoštai yra savaime sutepami ir turi mažą trinties koeficientą.Dėvėjimosi kiekis yra 5-10 kartų mažesnis nei bendrųjų asbesto gaminių ar F-4 pynių.
(3) Geras šilumos laidumas ir atsparumas karščiui.
Anglies pluoštu sustiprinti plastikai pasižymi geru šilumos laidumu, o trinties sukuriama šiluma lengvai išsisklaido.Viduje nėra lengva perkaisti ir sulaikyti šilumą, todėl jį galima naudoti kaip dinamišką sandarinimo medžiagą.Ore jis gali stabiliai veikti -120–350 °C temperatūros diapazone.Sumažinus šarminių metalų kiekį anglies pluošte, eksploatavimo temperatūra gali būti dar padidinta.Inertinėse dujose jų prisitaikanti temperatūra gali siekti apie 2000°C, jos gali atlaikyti staigius šalčio ir karščio pokyčius.
(4) Geras atsparumas vibracijai.
Tai nėra lengva rezonuoti ar plazdėti, be to, tai puiki medžiaga vibracijai ir triukšmui mažinti.
CFRP pranašumai
1. Lengvas svoris
Tradiciniai stiklo pluoštu sustiprinti plastikai naudoja ištisinį stiklo pluoštą ir 70% stiklo pluošto (stiklo masės / bendro svorio), o jų tankis paprastai yra 0,065 svaro kubiniame colyje.CFRP kompozito su tuo pačiu 70% pluošto masės tankis paprastai yra 0,055 svaro kubiniame colyje.
2. Didelis stiprumas
Nors anglies pluoštu sustiprinti polimerai yra lengvi, CFRP kompozitai turi didesnį stiprumą ir didesnį standumą svorio vienetui nei stiklo pluošto kompozitai.Palyginti su metalinėmis medžiagomis, šis pranašumas yra akivaizdesnis.
CFRP trūkumai
1. Didelė kaina
Anglies pluoštu sustiprinto plastiko gamybos sąnaudos yra pernelyg didelės.Anglies pluošto kainos gali labai skirtis, atsižvelgiant į esamas rinkos sąlygas (pasiūlą ir paklausą), anglies pluošto tipą (oro ir kosmoso, palyginti su komercine klase) ir pluošto pluošto dydį.Vertinant svarą, grynas anglies pluoštas gali būti 5–25 kartus brangesnis nei stiklo pluoštas.Šis skirtumas dar didesnis lyginant plieną su CFRP.
2. Laidumas
Tai yra anglies pluošto kompozicinių medžiagų privalumas ir trūkumas.Tai priklauso nuo programos.Anglies pluoštas yra itin laidus, o stiklo pluoštas yra izoliuojantis.Daugelyje gaminių naudojamas stiklo pluoštas, o ne anglies pluoštas ar metalas, nes jiems reikalinga griežta izoliacija.Komunalinių paslaugų gamyboje daugeliui gaminių reikia naudoti stiklo pluoštą.
Anglies pluoštu sustiprinto plastiko naudojimas
Anglies pluoštu sustiprinto polimero panaudojimas yra platus – nuo mechaninių dalių iki karinių medžiagų.
(1)kaip sandarinimo pakuotė
Iš anglies pluoštu sustiprintos PTFE medžiagos gali būti pagaminti korozijai, dilimui ir aukštai temperatūrai atsparūs sandarinimo žiedai arba sandarikliai.Naudojant statiniam sandarinimui, tarnavimo laikas yra ilgesnis, daugiau nei 10 kartų ilgesnis nei įprasto į alyvą panardinto asbesto sandarinimo.Jis gali išlaikyti sandarinimo efektyvumą keičiantis apkrovai ir greitai aušinant bei greitai kaitinant.O kadangi medžiagoje nėra korozinių medžiagų, metalo taškinė korozija neatsiras.
(2)kaip šlifavimo dalys
Naudojant savaiminio tepimo savybes, jis gali būti naudojamas kaip guoliai, krumpliaračiai ir stūmoklių žiedai specialioms reikmėms.Pavyzdžiui, be alyvos sutepti aviacijos prietaisų ir magnetofonų guoliai, be alyvos suteptos pavaros, skirtos elektrinių pavarų dyzeliniams lokomotyvams (siekiant išvengti nelaimingų atsitikimų dėl alyvos nuotėkio), be alyvos sutepti kompresorių stūmoklių žiedai ir kt. Be to, jis gali Taip pat gali būti naudojami kaip slydimo guoliai arba sandarikliai maisto ir farmacijos pramonėje, nes jie yra netoksiški.
(3) Kaip konstrukcinės aviacijos, aviacijos ir raketų medžiagos.Pirmą kartą jis buvo naudojamas orlaivių gamyboje, siekiant sumažinti orlaivio svorį ir pagerinti skrydžio efektyvumą.Jis taip pat naudojamas chemijos, naftos, elektros energijos, mašinų ir kitose pramonės šakose kaip besisukantis arba slenkantis dinaminis sandariklis arba įvairios statinės sandarinimo medžiagos.
Zhengxi yra profesionalashidraulinio preso gamykla Kinijoje, teikianti aukštos kokybėskompozitinis hidraulinis presasCFRP gaminiams formuoti.
Paskelbimo laikas: 2023-05-25
